JP2011522153A - Turbomachine fan rotor - Google Patents

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Abstract

A turbomachine fan rotor including a disk carrying blades with roots that are engaged in axial grooves of the disk, a spacer being interposed between the bottom of each groove and the corresponding blade root, the spacer including at its upstream end a nib for retaining the blade root, the nib including a downstream abutment face against which the upstream end of the blade root bears in event of a violent force being applied thereto, the abutment face being oblique relative to the axis of rotation of the rotor.

Description

本出願は、航空機のターボプロップまたはターボジェットなどのターボ機械のためのファンローターに関する。   The present application relates to a fan rotor for a turbomachine, such as an aircraft turboprop or turbojet.

ターボ機械のファンは、外側周囲に羽根を担持するディスクを備え、羽根は、ディスクの外側周囲内のほぼ軸方向の溝内に係合された根元部を有する。羽根は、根元部の形状とディスク内の溝の形状の間の共働によってディスク上に径方向に保持され、羽根の根元部は、たとえばダブテイル形をしたタイプのものである。   A turbomachine fan includes a disk carrying vanes around its outer periphery, the vanes having roots engaged in generally axial grooves within the outer periphery of the disk. The blade is held radially on the disk by the cooperation between the shape of the root and the shape of the groove in the disk, and the blade root is of the dovetail shape, for example.

羽根がディスク内で径方向に移動することを防止するために、スペーサーが、各羽根の根元部とディスク内の対応する溝の底部との間に挿入され、スペーサーは、上流側端部径方向に外向きに延びるニブを有し、ニブは、羽根を軸方向に上流方向に保持する目的で、羽根の根元部の上流側の径方向面に対する軸方向の支承面を形成する下流側の径方向の面を呈する。スペーサーは、ディスク上の羽根が、あらゆる不均衡を生み出すことを回避するために全て同じ軸方向の位置を有することを確実にし、また、ディスクの上流側端部に締め付けられた環状のチークプレートに対して軸方向に支承するのに適している。   In order to prevent the vanes from moving radially in the disc, a spacer is inserted between the root of each vane and the bottom of the corresponding groove in the disc, and the spacer is in the upstream end radial direction The nib has a downstream diameter that forms an axial bearing surface with respect to the upstream radial surface of the root of the blade for the purpose of holding the blade in the upstream direction in the axial direction. Presents a plane of direction. The spacer ensures that the vanes on the disc all have the same axial position to avoid creating any imbalance, and also on the annular cheek plate clamped to the upstream end of the disc On the other hand, it is suitable for axial support.

ファンの羽根が失われるまたは破壊されるといっためったに起こらないことが望ましい事象では、羽根は、隣接する羽根に対して投げ出され、次いで、隣接する羽根は、非常に激しい上流側の軸方向の力にさらされ、これに影響を受けて、対応するスペーサーによって上流側のチークプレートに伝達される。スペーサーは、チークプレートに対して軸方向に支承するようになり、チークプレートは、軸方向の力の一部を減衰させ、したがってファンの他の羽根の損失を回避するために弾性的に変形するように設計される。羽根を上流側方向に保持するための軸方向の保持手段はまた、チークプレートの変形が特定の閾値に達した場合、軸方向の力の一部を吸収するために、ディスク上の、羽根から下流側にも装着される。   In the event that a fan blade is rarely desired to be lost or destroyed, the blade is thrown against the adjacent blade, and then the adjacent blade is subjected to a very intense upstream axial force. Exposed, influenced and transmitted to the upstream cheek plate by corresponding spacers. The spacer becomes axially supported with respect to the cheek plate, and the cheek plate is elastically deformed to dampen some of the axial force and thus avoid loss of the other vanes of the fan Designed as such. Axial holding means for holding the vanes in the upstream direction also from the vanes on the disc to absorb some of the axial force when the deformation of the cheek plate reaches a certain threshold. It is also installed on the downstream side.

現況技術では、各スペーサーのニブは、上記で述べられた軸方向の力をすべて上流側のチークプレートに伝達するように設計されており、ニブは、軸方向の力が伝達されている間、軸方向の大きなせん断力にさらされる。したがって、ニブは、力に耐えることができるように軸方向に過大に寸法設定されることが必要であり、それにより、各ニブが、軸方向に大きなサイズとなり、ファンローターの総重量を増大させる。   In the state of the art, each spacer nib is designed to transmit all of the axial forces mentioned above to the upstream cheek plate, while the nibs are transmitted while the axial force is being transmitted. Exposed to large axial shear forces. Thus, the nibs need to be oversized in the axial direction so that they can withstand the force, so that each nib is large in the axial direction and increases the total weight of the fan rotor. .

スペーサーのニブの軸方向における過大な寸法設定を補償するために、対応する羽根の根元部の上流側端部を同じ程度まで切り取ることが可能である。それにも関わらず、このような解決策は不十分である。というのも、羽根の根元部が、ここでは、ディスク内の溝の軸方向寸法より短い軸方向寸法を呈し、ディスクの早期摩耗につながり得る高接触力を溝の側壁に対して及ぼすリスクがあるためである。   In order to compensate for the excessive dimensioning of the spacer nibs in the axial direction, it is possible to cut the upstream end of the corresponding blade root to the same extent. Nevertheless, such a solution is inadequate. This is because there is a risk that the base of the blades here presents an axial dimension that is shorter than the axial dimension of the groove in the disk and exerts a high contact force on the groove side wall that can lead to premature wear of the disk. Because.

本発明の特定の目的は、従来技術のものより効果的であり、小型であり、かつ軽量であるファンの羽根用の軸方向の保持手段を使用して、簡単であり、効果的であり、かつ安価である方法で従来技術の上記で述べられた問題に対して解決策を提供することである。   A particular object of the present invention is simpler and more effective, using axial retaining means for fan blades, which are more effective, smaller and lighter than those of the prior art, It is to provide a solution to the above-mentioned problems of the prior art in an inexpensive and inexpensive way.

上記の目的を達成するために、本発明は、ディスクの外側周囲内のほぼ軸方向の溝内に係合された根元部を有する羽根を担持するディスクと、各々がディスク内の溝の底部と対応する羽根の根元部との間に挿入されたスペーサーであって、各スペーサーの上流側端部が、ディスクに固定された保持チークプレートに対して支承するように設計され、径方向に外向きに延び、羽根の根元部の上流側端部を保持するように設計されたニブを含むスペーサーとを備える、ターボ機械のファンローターであって、各スペーサーのニブが、激しい力が発生した場合に羽根の根元部の上流側端部が支承する下流側の当接面を有し、下流側の当接面は、ローターの回転軸に対して傾斜していることを特徴とする、ローターを提供する。   To achieve the above object, the present invention provides a disk carrying vanes having roots engaged in a generally axial groove in the outer periphery of the disk, each of which has a bottom of the groove in the disk. Spacers inserted between corresponding vane roots, the upstream end of each spacer is designed to bear against a retaining cheek plate secured to the disk and radially outward And a fan rotor of a turbomachine comprising a nib designed to hold the upstream end of the blade root, wherein each spacer nib is subjected to intense force A rotor having a downstream contact surface supported by an upstream end of a blade root portion is provided, and the downstream contact surface is inclined with respect to the rotation axis of the rotor. To do.

ファンの羽根が失われた、または破壊された場合、失われたまたは破壊された羽根に隣接する羽根は、上流側に激しく突き出され、ファンの羽根の根元部の上流側端部は、スペーサーのニブに対して支承するようになり、ニブは、チークプレートに当接するまで上流側を移動される。さらに進むと、羽根は、スペーサーの傾斜面にわたって滑ることによってスペーサーのニブ上に載ることになる。それにも関わらず、羽根は、根元部をすでにディスク内の溝の壁に対して支承しているため、径方向に外向きに移動することができない。したがって、スペーサーのニブの傾斜面は、くさび効果を生じさせ、それによって羽根の根元部とディスク内の溝の壁の間にすでに存在する推力に加わる。負荷が追加されることにより、羽根上に及ぼされた軸方向の力の一部分を、羽根の根元部とディスク内の溝の壁の間の摩擦によって吸収することが可能になる。軸方向の力の残りの部分は、スペーサーおよび上流側のチークプレートによってローターのディスクに伝達される。   If the fan blades are lost or destroyed, the blades adjacent to the lost or destroyed blades are ejected vigorously upstream, and the upstream end of the fan blade root is The nibs are supported on the nibs, and the nibs are moved upstream until they abut against the cheek plates. Proceeding further, the vanes will rest on the spacer nibs by sliding across the inclined surface of the spacer. Nevertheless, the vane cannot move radially outward because the root has already been supported against the wall of the groove in the disk. Thus, the inclined surfaces of the spacer nibs create a wedge effect, thereby adding to the thrust already present between the blade root and the groove walls in the disk. The added load allows a portion of the axial force exerted on the vane to be absorbed by friction between the vane root and the groove wall in the disk. The remainder of the axial force is transmitted to the rotor disk by spacers and upstream cheek plates.

したがって、本発明は、ファンの羽根が失われた場合にスペーサーのニブにかけられたせん断力を低減する役割を果たす。これは、軸方向の寸法、したがって各スペーサーのニブの全体サイズを低減することを可能にし、それによってスペーサー、したがって全体としてファンローターをより軽量にすることを可能にする。１つの特定の構成では、６００グラム（ｇ）から７００ｇの範囲にある減量化がファンモジュール全体において観察され、すなわちモジュールの重量の１％より少し少ないものである。   Thus, the present invention serves to reduce the shear force applied to the spacer nibs when the fan blades are lost. This makes it possible to reduce the axial dimensions and hence the overall size of each spacer nib, thereby making the spacers and thus the fan rotor as a whole lighter. In one particular configuration, weight loss in the range of 600 grams (g) to 700 g is observed in the entire fan module, i.e., slightly less than 1% of the weight of the module.

従来技術の場合と同様に、上記で述べられた軸方向の力が、その力にさらされた羽根を突き出す先のスペーサーは、チークプレートに対して支承するようになり、チークプレートは、軸方向の力を減衰させるように変形する。スペーサー、したがってチークプレート上に及ぼされた軸方向の力を低減するということは、チークプレートが軸方向の力のほとんどすべてを減衰させ、したがってディスク上に装着された羽根のための、羽根から下流側にある軸方向の保持手段を省くことを予見することが可能である。   As in the case of the prior art, the axial force described above is such that the spacer to which the vane exposed to the force protrudes bears against the cheek plate, and the cheek plate is axially It is deformed so as to attenuate the force. Reducing the axial force exerted on the spacer, and thus on the cheek plate, means that the cheek plate attenuates almost all of the axial force and is therefore downstream from the vane for the vane mounted on the disc. It can be foreseen to omit the axial holding means on the side.

ニブの下流側当接面は、ローターの軸に対して、１０°から８０°の範囲、たとえば約２０°から７０°の範囲にある角度を形成する。特定の構成では、スペーサーのニブに伝達される軸方向の力は、αが６０°に等しいときは初期負荷の７５％だけであり、αが４５°に等しいときは初期負荷の５０％だけである。   The nib downstream abutment surface forms an angle with the rotor axis in the range of 10 ° to 80 °, for example in the range of about 20 ° to 70 °. In a particular configuration, the axial force transmitted to the spacer nibs is only 75% of the initial load when α equals 60 ° and only 50% of the initial load when α equals 45 °. is there.

本発明の別の特性によれば、ニブの下流側の当接面は、羽根の根元部の上流側の面に対向して位置しており、羽の根元部の上流側の面は、これもローターの回転軸に対して傾斜して延び、ニブの下流側の傾斜面に対してほぼ平行である。羽根の根元部の傾斜面は、スペーサーのニブの傾斜面に対して支承するように設計される。   According to another characteristic of the invention, the downstream abutment surface of the nib is located opposite the upstream surface of the blade root, and the upstream surface of the blade root is Also extends inclining with respect to the rotation axis of the rotor and is substantially parallel to the inclined surface on the downstream side of the nib. The inclined surface of the blade root is designed to bear against the inclined surface of the spacer nib.

応力がかけられていない状態では、ニブおよび羽根の根元部の対向する傾斜面は、１０°未満、たとえば約２°から５°の範囲にある角度で互いに対して傾けられており、このような角度は、激しい力が羽根にかけられた場合、ニブの弾性的変形によって消失する傾向がある。こうした状態で、ニブおよび羽根の根元部の対向する傾斜面は、より好ましくは、互いから離間される。したがって、ファンの正常作動では、羽根の根元部およびスペーサーの傾斜面は、少量の隙間によって分離されている。ファンの羽根が失われたまたは壊れている場合、隙間は、吸収されるように設計され、上記で述べられた傾斜面は、互いに対して支承し合うように設計される。羽根の根元部がスペーサーのニブに対して支承するとき、ニブの傾斜面は、羽根の根元部の対応する傾斜面に対して平行になるように変形されるようにニブは設計され、羽根の付け根の対応する傾斜面は、このとき、ニブの傾斜面の全表面積に対して支承する。   In an unstressed state, the opposing inclined surfaces of the nib and the blade root are tilted relative to each other at an angle of less than 10 °, for example in the range of about 2 ° to 5 °, such as The angle tends to disappear due to the elastic deformation of the nib when intense force is applied to the blade. In such a state, the opposed inclined surfaces of the nib and the blade root are more preferably spaced from each other. Therefore, in normal operation of the fan, the blade root and the inclined surface of the spacer are separated by a small gap. If the fan blades are lost or broken, the gap is designed to be absorbed and the ramps mentioned above are designed to bear against each other. The nib is designed so that when the blade root is supported against the spacer nib, the nib ramp is deformed to be parallel to the corresponding ramp at the vane root. The corresponding inclined surface of the base is then supported against the total surface area of the inclined surface of the nib.

ニブは、径方向の外側端部に、応力がかけられていない状態において羽根の根元部の上流側端部を軸方向に位置決めするための下流側の径方向の面を含む。したがって、正常作動では、羽根の根元部は、ニブの径方向の外側端部に対して軸方向に支承し、それによってニブおよび羽根の根元部の傾斜面を互いから離間した状態に保つ。羽根が失われた場合、羽根の根元部は、ニブの端部上に軸方向の推力を及ぼし、ニブは、ニブおよび羽根の対向する傾斜面が互いに対して支承し合うようになるまで変形する。   The nib includes a downstream radial surface at the radially outer end for axially positioning the upstream end of the blade root in an unstressed state. Thus, in normal operation, the blade root is axially supported relative to the radially outer end of the nib, thereby keeping the nibs and the inclined surfaces of the blade root away from each other. If the vane is lost, the vane root exerts an axial thrust on the nib end, and the nib deforms until the opposing inclined surfaces of the nib and the vane bear against each other. .

ニブの下流側の軸方向の面は、好ましくは、横断溝を介してニブの傾斜面に接続され、横断溝は、羽根が壊れているまたは失われた場合にニブの弾性的変形を容易にするように設計される。溝は、凹型の曲線形状の断面を有することができる。横断溝はまた、ニブの脆弱部のゾーンを形成することもでき、ゾーンは、羽根によって伝達された軸方向の力が特定の閾値に達する場合、ニブの残りの部分から分離され得るようにニブの径方向の外側部分を脆弱化するように設計される。   The downstream axial surface of the nib is preferably connected to the inclined surface of the nib via a transverse groove, which facilitates elastic deformation of the nib if the vanes are broken or lost Designed to do. The groove may have a concave curved cross section. The transverse groove can also form a zone of the nib's weakened portion, which can be separated from the rest of the nib if the axial force transmitted by the vane reaches a certain threshold. Designed to weaken the radially outer part of the.

ニブの傾斜面および／または根元部の傾斜面は、滑らかになり得る。一変形例では、溝または歯が、ニブの傾斜面および／または羽根の根元部の傾斜面上に形成されてよく、溝または歯は、傾斜面が互いに対して支承し合うようになるとき、摩擦および平板化によって追加のエネルギーを吸収する役割を果たす。   The inclined surface of the nib and / or the inclined surface of the root can be smooth. In one variation, the grooves or teeth may be formed on the inclined surface of the nib and / or the inclined surface of the root of the vane, when the grooves or teeth become supported against each other, It serves to absorb additional energy by friction and flattening.

本発明はまた、航空機のターボプロップまたはターボジェットなどのターボ機械であって、上記で説明されたようなファンローターを含むことを特徴とするターボ機械も提供する。   The present invention also provides a turbomachine, such as an aircraft turboprop or turbojet, characterized in that it includes a fan rotor as described above.

最後に、本発明は、上記で明記されたタイプのファンローターのための羽根の根元部スペーサーであって、一方の端部に、羽根の根元部を位置決めするための径方向の第１の面と、羽根の根元部を保持するための傾斜する第２の面とによって形成された、羽根の根元部に対して支承するための２つの面を有するニブを含むことを特徴とする、羽根の根元部スペーサーを提供する。これらの２つの面は、凹型の曲線形状を有する断面の横断溝を介して互いに接続される。   Finally, the present invention is a blade root spacer for a fan rotor of the type specified above, with a first radial surface for positioning the blade root at one end. And a nib having two surfaces for bearing against the blade root, formed by an inclined second surface for holding the blade root. Provide a root spacer. These two surfaces are connected to each other via a cross-sectional groove having a concave curved shape.

以下の説明を非限定的な例として、添付の図を参照して読むことによって、本発明は、より良好に理解され得、本発明の他の詳細、特性、および利点は、より明確に現れる。   The invention may be better understood by reading the following description by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, wherein other details, features and advantages of the invention appear more clearly. .

従来技術のターボ機械ファンローターの軸方向断面の片側の部分図である。1 is a partial view of one side of an axial section of a prior art turbomachine fan rotor. FIG. 本発明のターボ機械のファンローターの軸方向断面の片側の部分図である。It is a partial view of one side of the axial cross section of the fan rotor of the turbomachine of the present invention. 図２の一部を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a part of FIG. 2.

最初に、本発明に先立って従来技術のターボ機械のファンローター１０を示す図１が参照される。   Reference is first made to FIG. 1 showing a prior art turbomachine fan rotor 10 prior to the present invention.

ファンローター１０は、ディスク１４によって担持され、中間羽根プラットフォーム１６が間に挿入された羽根１２を備え、ディスク１４は、上流側端部において、ターボ機械のシャフト（図示せず）に締め付けられている。   The fan rotor 10 comprises a vane 12 carried by a disc 14 with an intermediate vane platform 16 inserted therebetween, the disc 14 being clamped at the upstream end to a turbomachine shaft (not shown). .

各ファンの羽根１２は、根元部１８に径方向の内側端部を接続させた翼を備え、根元部１８は、羽根をディスク上で径方向に保持する役割を果たすディスク１４内の相補的形状のほぼ軸方向の溝２０内に係合される。   Each fan blade 12 includes a vane having a radially inner end connected to a root portion 18, the root portion 18 having a complementary shape in the disk 14 that serves to hold the blade radially on the disk. Is engaged in a substantially axial groove 20.

中間羽根プラットフォーム１６は、ターボ機械に入る気流の流れ２１の内側を画定する壁を形成し、プラットフォームをディスクに締め付けるためにディスク１４上の溝２０の間に設けられた対応する手段と共働する手段を含む。   The intermediate vane platform 16 forms a wall defining the interior of the airflow 21 that enters the turbomachine and cooperates with corresponding means provided between the grooves 20 on the disk 14 to clamp the platform to the disk. Including means.

羽根が溝内で径方向に移動することを防止するために、スペーサー２２が、各羽根の根元部１８とディスク内の対応する溝２０の底部との間に挿入される。各スペーサー２２は、径方向に外向きに延びるニブ２４を上流側端部に担持する細長い棒によって形成される。   In order to prevent the vanes from moving radially in the grooves, a spacer 22 is inserted between the root 18 of each vane and the bottom of the corresponding groove 20 in the disk. Each spacer 22 is formed by an elongate rod carrying a nib 24 extending radially outward at the upstream end.

ニブ２４は下流側の径方向の面２６を有し、面２６は、図１に示される組み立てられた位置では、羽根をディスク１４上で軸方向に上流側方向に保持し、かつ前記羽根のディスクに対する正確な軸方向の位置を規定するために、羽根の根元部１８の上流側端部の径方向の面に対して軸方向に支承する。   The nib 24 has a downstream radial surface 26 which, in the assembled position shown in FIG. 1, holds the vanes axially upstream on the disk 14 and the vane's In order to define the exact axial position with respect to the disc, it is supported axially against the radial surface of the upstream end of the vane root 18.

環状チークプレート２８が、ディスク１４の上流側端部上に同軸方向に締め付けられ、このときチークプレート２８の外側周囲は、スペーサー２２のニブから上流側に、そこから少しの軸方向の距離に離れて位置している。チークプレート２８は、ディスクのドッグ３１内に係合するドッグ２９によってディスク１４上に保持され、チークプレート２８はまた、内側周囲に、環状フランジ３０も有し、環状フランジ３０は、ディスク１４の上流側の環状フランジ３２とディスク１４および羽根１０から上流側に配置されたスピナーまたはキャップ３６の内側環状フランジ３４との間に挿入される。フランジ３０、３２、および３４は、ボルト３７を通すための軸方向のオリフィス等の、フランジを互いにクランプ締めするためのものを有する。   An annular cheek plate 28 is concentrically clamped on the upstream end of the disk 14 so that the outer periphery of the cheek plate 28 is upstream from the nibs of the spacer 22 and a small axial distance therefrom. Is located. The cheek plate 28 is held on the disk 14 by a dog 29 that engages in the dog 31 of the disk, and the cheek plate 28 also has an annular flange 30 on the inner periphery, the annular flange 30 being upstream of the disk 14. It is inserted between the annular flange 32 on the side and the inner annular flange 34 of the spinner or cap 36 disposed upstream from the disk 14 and the blade 10. The flanges 30, 32, and 34 have ones for clamping the flanges together such as axial orifices for passing bolts 37.

キャップ３６は、下流側に広がるほぼ円錐台の形状であり、キャップ３６の壁は、キャップを軸方向に延ばす中間羽根プラットフォーム１６によって画定されている。キャップ３６は、釣合錘４０を装着するための径方向の穴３８を有する。   The cap 36 has a generally frustoconical shape extending downstream, and the wall of the cap 36 is defined by an intermediate vane platform 16 that extends the cap axially. The cap 36 has a radial hole 38 for mounting the counterweight 40.

ファンの羽根１２が失われた場合、羽根は、隣接するファンの羽根を打ちつけ、羽根は、次いで、非常に激しい上流側の軸方向の力にさらされ、軸方向の力は、羽根に付随するスペーサー２２によって上流側チークプレート２８に伝達される。軸方向の力にさらされた羽根の根元部１８は、スペーサーのニブ２４の面２６を軸方向に（矢印Ｆ）押さえ付けることから始め、次いで、ニブ２４はさらに、チークプレート２８に対して軸方向に支承するようになり、チークプレート２８は、上記で述べられた軸方向の力の一部を減衰させるために弾性的に変形する。羽根１２をディスク上で軸方向に保持するための保持手段はまた、下流側のディスク上にも装着される。   If a fan blade 12 is lost, the blade strikes the adjacent fan blade, which is then exposed to a very intense upstream axial force, which is associated with the blade. It is transmitted to the upstream cheek plate 28 by the spacer 22. The vane root 18 exposed to the axial force begins by pressing the face 26 of the spacer nib 24 in the axial direction (arrow F), and then the nib 24 is further pivoted against the cheek plate 28. The cheek plate 28 is elastically deformed to dampen some of the axial forces described above. Holding means for holding the vanes 12 axially on the disk is also mounted on the downstream disk.

上記で述べられた軸方向の力が伝達されているとき、スペーサーのニブ２４は、点線４２によって図で表された平面内で大きなせん断力にさらされる。これらのせん断力に耐えるために、ニブ２４は、軸方向に過大に寸法設定され、それによってサイズおよび重量に関する欠点をもたらす。   When the axial force described above is being transmitted, the spacer nibs 24 are subjected to a large shear force in the plane represented by the dotted line 42. In order to withstand these shear forces, the nibs 24 are oversized in the axial direction, thereby resulting in size and weight drawbacks.

本発明は、羽根の根元部が支承するようになるニブ上に傾斜面を設けることによってこれらの欠点を解決する役割を果たし、傾斜面は、羽根の根元部とディスク内の溝の側壁との間の摩擦力および支承力を増大させるくさび効果を生み出し、それによって、ファンの羽根の損失または破損から生じる衝撃の一部を吸収する役割を果たす。   The present invention serves to solve these disadvantages by providing an inclined surface on the nib on which the blade root is supported, the inclined surface being formed between the blade root and the groove sidewall in the disk. It creates a wedge effect that increases the friction and bearing forces between them, thereby serving to absorb some of the impact resulting from fan blade loss or breakage.

図２および図３に示される実施形態では、ディスク１４、チークプレート２８、およびキャップ３６は、図１のものと同一である。   In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the disk 14, cheek plate 28, and cap 36 are identical to those of FIG.

羽根１２’は、根元部１８に関して、根元部１８の上流側端部にスペーサー２２のニブ２４’に対して支承するための面４４’を含むという点で図１とは異なり、面４４’は、以下でより詳細に説明されるように、ファンの軸Ａに対して傾斜して延びている。傾斜面４４’は、羽根の根元部の径方向の内側端部に形成され、根元部の上流側径方向の面４６’と根元部の径方向の内側の長手方向面４８’を接続する。   The blade 12 ′ differs from FIG. 1 in that the blade 12 ′ includes a surface 44 ′ for supporting the nib 24 ′ of the spacer 22 at the upstream end of the root portion 18 with respect to the root portion 18. As will be explained in more detail below, it extends at an angle to the axis A of the fan. The inclined surface 44 'is formed at the radially inner end of the blade root, and connects the upstream radial surface 46' of the root with the radially inner longitudinal surface 48 'of the root.

図に示されるように組み立てられた位置にあり、応力がかけられていない状態の羽根の根元部１８’の上流側径方向の面４６’は、ニブ２４’の径方向の外側端部部分上に設けられた下流側の径方向の面２６’に対して軸方向に支承し、羽根の根元部を、軸方向に正確に、ディスク上で位置決めする役割を果たす。   The upstream radial surface 46 ′ of the vane root 18 ′ in the assembled position and unstressed as shown in the figure is on the radially outer end portion of the nib 24 ′. Is supported in the axial direction with respect to the downstream radial surface 26 ′ provided on the disk, and the root portion of the blade is accurately positioned on the disk in the axial direction.

径方向の面４６’の内側の径方向に、ニブ２４’はまた、面５０’も含み、面５０’は、ファンの羽根１２’が失われたまたは破壊された場合に、前記面４４’に対して支承することによってそれと共働するために、羽根の根元部の面４４’に対向して位置している。面５０’は、ファンの長手方向軸Ａに対して傾斜して延び、羽根の根元部の傾斜面４４’に対してほぼ平行である。   In the radial direction inside the radial surface 46 ', the nib 24' also includes a surface 50 ', which can be used when the fan blades 12' are lost or destroyed. In order to cooperate with it by bearing against the surface 44 'of the blade root. The surface 50 'extends at an angle to the longitudinal axis A of the fan and is substantially parallel to the inclined surface 44' at the blade root.

ニブの傾斜面５０’とファンの軸の間に形成された角度αは、１０°から８０°の範囲、好ましくは２０°から７０°の範囲である。図示される例では、これは、約４０°から５０°である。   The angle α formed between the nib ramp 50 ′ and the fan axis is in the range of 10 ° to 80 °, preferably in the range of 20 ° to 70 °. In the example shown, this is about 40 ° to 50 °.

図に示されるように応力がかけられていない状態では、羽根の根元部と、ニブの傾斜面４４’および５０’は、それらの間に、１０°未満、好ましくは約２°から５°の範囲にある角度βを形成する。面４４’および５０’は、下流側に向かって互いから分岐する。   In the unstressed state as shown in the figure, the blade root and the nib ramps 44 ′ and 50 ′ are between them less than 10 °, preferably about 2 ° to 5 °. An angle β in the range is formed. Surfaces 44 'and 50' branch from each other toward the downstream side.

歯または溝５２’または表面の不規則性が、以下で説明されるように、ニブの傾斜面５０’上に形成され得る。   Teeth or grooves 52 'or surface irregularities may be formed on the inclined surface 50' of the nib, as described below.

ニブの傾斜面５０’は、横断溝５４’を介してニブの径方向の面２６’に接続される。横断溝５４’は、図示される例では、凹型の曲線形状の断面を有する。   The nib ramp 50 'is connected to the nib radial surface 26' via a transverse groove 54 '. The transverse groove 54 ′ has a concave curved cross section in the illustrated example.

溝５４’は、羽根の根元部が、ニブの径方向の面２６’に対して軸方向に支承する場合にニブ２４’の上流側方向の弾性的変形を容易にし、このとき、ニブは、溝５４’内に屈曲している。溝５４’はまた、スペーサーによって伝達された軸方向の力が特定の閾値に達したとき、ニブの径方向の外側部分が破断され得るようにニブ２４’を脆弱化するための手段も形成する。点線５６’は、ニブ２４’の径方向の外側部分の破損面を図で表している。   The groove 54 'facilitates elastic deformation in the upstream direction of the nib 24' when the blade root is axially supported against the radial surface 26 'of the nib, where the nib Bent into the groove 54 '. The groove 54 'also forms a means for weakening the nib 24' so that the radial outer portion of the nib can be broken when the axial force transmitted by the spacer reaches a certain threshold. . A dotted line 56 ′ represents a broken surface of the radially outer portion of the nib 24 ′.

ファンの羽根が失われた場合、失われた羽根に隣接する羽根１２’は、軸方向に上流側に押され、大きな軸方向の力を、特定の閾値まで弾性的に変形するニブ２４’の径方向の外側端部上にかけ、それによって羽根の根元部１８’が、根元部の傾斜面４４’を介してニブの傾斜面５０’を、これらの２つの傾斜面４４’および５０’が相互に平行になり、それらの全範囲にわたって互いに押し付け合うようになるまで支承する。羽根１２がさらされる衝撃の一部分（矢印Ｆ）が、ディスクの溝２０の側壁に対する羽根の根元部の推力および摩擦（矢印ｆｆ）によって吸収される。軸方向の力の残りの部分は、スペーサーのニブ２４’によってチークプレート２８に伝達され、チークプレート２８は、さらに、軸方向の力をドッグ２９および３１を介してディスク１４に伝達し、ニブ２４’は、図１のものより小さいせん断力（矢印ｆｃ）にさらされる。溝５２’または表面の不規則性は、羽根の根元部の傾斜面４４’が、スペーサーの傾斜面５０’に対して押し付けられる間、摩擦および平板化による衝撃エネルギーの追加の部分を吸収する役割を果たす。 If the fan blades are lost, the blades 12 'adjacent to the lost blades are pushed upstream in the axial direction, causing the large axial force to elastically deform to a certain threshold of the nib 24'. Hang over the radially outer end so that the vane root 18 'passes through the nib ramp 50' via the root ramp 44 'and the two ramps 44' and 50 'cross each other. Until they are pressed against each other over their entire range. A portion of the impact to which the blade 12 is exposed (arrow F) is absorbed by the thrust and friction (arrow f f ) of the blade root against the side wall of the disk groove 20. The remainder of the axial force is transmitted to the cheek plate 28 by the spacer nibs 24 ′, which further transmits the axial force to the disk 14 via the dogs 29 and 31, and the nibs 24. 'Is exposed to a smaller shear force (arrow f c ) than that of FIG. The irregularity of the groove 52 'or surface serves to absorb additional portions of impact energy due to friction and flattening while the vane root ramp 44' is pressed against the spacer ramp 50 '. Fulfill.

本発明は、スペーサーのニブ２４’を従来技術よりも軽量化することを可能にするが、理由としては、羽根が失われた場合、スペーサーのニブ２４’がさらされるせん断力は、従来技術におけるものよりもかなり小さいためである。本発明はまた、羽根の下流側に装着された軸方向の保持手段を省き、したがってファン１０の重量を有意に低減することも可能にする。   The present invention allows the spacer nibs 24 'to be lighter than the prior art because the shear force to which the spacer nibs 24' are exposed if the vanes are lost is This is because it is much smaller than the thing. The present invention also eliminates the axial retaining means mounted downstream of the vanes and thus makes it possible to significantly reduce the weight of the fan 10.

Claims (13)

ディスクの外側周囲内のほぼ軸方向の溝（２０）内に係合された根元部（１８’）を有する羽根（１２’）を担持するディスク（１４）と、各々がディスク内の溝の底部と対応する羽根の根元部の間に挿入されたスペーサー（２２’）であって、各スペーサーの上流側端部が、ディスクに固定された保持チークプレート（２８）に対して支承するように設計され、径方向に外向きに延び、羽根の根元部の上流側端部を保持するように設計されたニブ（２４’）を含むスペーサー（２２’）とを備えるターボ機械のファンローターであって、各スペーサーのニブが、激しい力が発生した場合に羽根の根元部の上流側端部が支承する下流側の当接面（５０’）を有し、下流側の当接面が、ローターの回転軸（Ａ）に対して傾斜していることを特徴とする、ローター。   A disc (14) carrying a vane (12 ') having a root (18') engaged in a substantially axial groove (20) in the outer periphery of the disc, each of which is the bottom of the groove in the disc And spacers (22 ') inserted between the corresponding blade roots, the upstream end of each spacer being designed to bear against a retaining cheek plate (28) secured to the disk A turbomachine fan rotor comprising a spacer (22 ') including a nib (24') designed to extend radially outward and to hold an upstream end of a blade root, Each spacer nib has a downstream contact surface (50 ′) that is supported by the upstream end of the blade root when a strong force is generated, and the downstream contact surface Inclined with respect to the rotation axis (A) To, rotor. ニブ（２４’）の下流側の当接面（５０’）が、ローターの軸（Ａ）に対して、１０°から８０°の範囲、たとえば約２０°から７０°の範囲にある角度（α）を形成することを特徴とする、請求項１に記載のローター。   The angle (α) where the abutment surface (50 ′) downstream of the nib (24 ′) is in the range of 10 ° to 80 °, for example in the range of about 20 ° to 70 °, relative to the rotor axis (A). The rotor according to claim 1, wherein: ニブ（２４’）の下流側の当接面（５０’）が、ローターの回転軸（Ａ）に対して同様に傾斜して延びかつニブの下流側の傾斜面に対してほぼ平行である、羽根の根元部（１８’）の上流側の面（４４’）に対向して位置することを特徴とする、請求項１または２に記載のローター。   The abutment surface (50 ') on the downstream side of the nib (24') extends in a similar inclination with respect to the rotational axis (A) of the rotor and is substantially parallel to the inclined surface on the downstream side of the nib, Rotor according to claim 1 or 2, characterized in that it is located opposite the upstream face (44 ') of the blade root (18'). 応力がかけられていない状態では、ニブ（２４’）および羽根の根元部（１８’）の対向する傾斜面（４４’、５０’）が、１０°未満、たとえば約２°から５°の範囲にある角度（β）で互いに対して傾けられており、この角度が、激しい力が羽根にかけられた場合、ニブの弾性的変形によって消失する傾向があることを特徴とする、請求項３に記載のローター。   In an unstressed state, the opposing inclined surfaces (44 ', 50') of the nib (24 ') and the blade root (18') have a less than 10 °, for example in the range of about 2 ° to 5 °. 4, characterized in that they are inclined with respect to each other at an angle (β), which tends to disappear due to the elastic deformation of the nibs when intense forces are applied to the blades. Rotor. ニブ（２４’）が、径方向の外側端部に、羽根の根元部（１８’）の上流側端部を軸方向に位置決めするための下流側の径方向の面（２６’）を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のローター。   The nib (24 ') includes a downstream radial surface (26') for axially positioning the upstream end of the blade root (18 ') at the radially outer end. The rotor according to any one of claims 1 to 4, characterized by the following. 応力がかけられていない状態では、ニブ（２４’）および羽根の根元部（１８’）の対向する傾斜面（４４’、５０’）が、ニブの下流側の径方向の面（２６’）に対して支承する羽根の根元部（１８’）によって互いから離間した状態に保たれることを特徴とする、請求項５に記載のローター。   In the unstressed state, the opposed inclined surfaces (44 ', 50') of the nib (24 ') and the blade root (18') are positioned on the radial surface (26 ') downstream of the nib. The rotor according to claim 5, characterized in that it is kept apart from each other by the roots (18 ′) of the blades supported against the rotor. ニブ（２４’）の下流側の径方向の面（２６’）が、ニブの径方向の外側部分の上流側方向の弾性的変形を容易にするように設計された横断溝（５４’）を介して、前記ニブの傾斜面（５０’）に接続されることを特徴とする、請求項５または６に記載のローター。   The downstream radial surface (26 ′) of the nib (24 ′) has a transverse groove (54 ′) designed to facilitate elastic deformation in the upstream direction of the radially outer portion of the nib. 7. The rotor according to claim 5, wherein the rotor is connected to the inclined surface (50 ′) of the nib through a via. 溝（５４’）が、凹型の曲線形状の断面を有することを特徴とする、請求項７に記載のローター。   Rotor according to claim 7, characterized in that the groove (54 ') has a concave curved cross section. ニブ（２４’）の傾斜面（５０’）が、滑らかであることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のローター。   The rotor according to any one of the preceding claims, characterized in that the inclined surface (50 ') of the nib (24') is smooth. 溝（５２’）または歯が、ニブ（２４’）の傾斜面（５０’）上に形成されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のローター。   A rotor according to any one of the preceding claims, characterized in that the grooves (52 ') or teeth are formed on the inclined surface (50') of the nib (24 '). 請求項１から１０のいずれか一項に記載のファンローター（１０）を含むことを特徴とする、航空機のターボプロップまたはターボジェットなどのターボ機械。   Turbomachine, such as an aircraft turboprop or turbojet, characterized in that it comprises a fan rotor (10) according to any one of the preceding claims. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のファンローターのための羽根の根元部スペーサーであって、一方の端部に、羽根の根元部を位置決めするための径方向の第１の面（２６’）と、羽根の根元部を保持するための傾斜する第２の面（５０’）とによって形成された、羽根の根元部に対して支承するための２つの面を有するニブ（２４’）を含むことを特徴とする、スペーサー。   A blade root spacer for a fan rotor according to any one of claims 1 to 10, wherein a first radial surface for positioning the blade root at one end ( 26 ′) and a nib (24 ′) having two surfaces for bearing against the blade root, formed by an inclined second surface (50 ′) for holding the blade root. ), A spacer. 径方向の面および傾斜面（２６’、５０’）が、凹型の曲線形状の断面を有する横断溝（５４’）を介して互いに接続されることを特徴とする、請求項１２に記載のスペーサー。   Spacer according to claim 12, characterized in that the radial surface and the inclined surface (26 ', 50') are connected to each other via a transverse groove (54 ') having a concave curved cross section. .
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